用于单线安全通信的诊断和增强功能的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本文所公开的主题总体上涉及工业安全系统，并且更具体地涉及有助于安全输入 装置的安全相关监视以及单线通信通道上的诊断和增强功能的单线安全架构。
【发明内容】
[0002] 下面给出简要总结以便提供对在本文中所描述的一些方面的基本理解。本总结并 不是广泛的概述，也非旨在识别关键/重要要素或限定在本文中所述的各个方面的范围。本 总结的目的仅是以简单的形式给出一些概念作为稍后给出的更为详细的描述的前序。
[0003] 在一个或多个实施方式中，提供了一种安全输入装置，包括:安全状态检测部件， 配置成确定安全输入装置是否处于安全状态;脉冲检测部件，配置成验证在安全输入装置 的输入端子上接收的安全信号的调制脉冲模式对应于限定脉冲模式;安全信号中继部件， 配置成响应于验证调制脉冲模式对应于限定脉冲模式以及确定安全输入装置处于安全状 态而在安全输入装置的输出端子上输出安全信号；以及消息处理部件，配置成:对经由输入 端子接收的第一输入消息进行处理;对经由输出端子接收的第二输入消息进行处理;经由 输入端子发送第一输出消息；以及经由输出端子发送第二输出消息。
[0004] 此外，一个或多个实施方式提供了一种用于对单线安全回路上的安全输入装置进 行操作的方法，包括:通过包括处理器的安全输入装置来确定安全输入装置是否检测到安 全状态;通过安全输入装置将在安全输入装置的输入端子接收的安全信号所携带的脉冲模 式与限定脉冲模式进行比较;响应于基于所述比较而确定所述脉冲模式与限定脉冲模式匹 配以及确定安全输入装置检测到安全状态，经由安全输入装置的输出端子输出安全信号； 对经由输入端子接收的第一输入消息进行处理;对经由输出端子接收的第二输入消息进行 处理;经由输入端子发送第一输出消息；以及经由输出端子发送第二输出消息。
[0005] 此外，根据一个或多个实施方式，提供了一种其上存储有指令的非暂态计算机可 读介质，该指令响应于执行而使系统执行操作，所述操作包括:确认在安全输入装置的输入 端子上接收的安全信号携带有对应于限定脉冲模式的调制脉冲模式;响应于所述确认以及 对安全输入装置处于安全状态的确定，经由其安全功能有效的安全输入装置的输出端子输 出安全信号;对经由输入端子接收的第一输入消息进行处理;对经由输出端子接收的第二 输入消息进行处理;经由输入端子发送第一输出消息；以及经由输出端子发送第二输出消 息。
[0006] 为了实现前述目的以及相关目的，在本文中结合下面的描述以及附图描述了某些 说明性方面。这些方面指出了可以实践的各种方式，所有所述各种方式旨在被本文所覆盖。 在结合附图考虑的情况下，根据下面的详细描述，其他优点和新颖性特征可以变得明显。
【附图说明】
[0007] 图1是利用冗余信号路径来提高安全可靠性的示例性安全回路的框图。
[0008] 图2是示例性单线安全系统架构的框图。
[0009] 图3是可以通过安全主装置生成的示例性脉冲信号的时序图。
[0010] 图4是示例性通信主装置的框图。
[0011]图5是示例性SWS+安全装置的框图。
[0012]图6是示出了安全装置与通信主站之间的连接的示例性接线示意图。
[0013]图7是示出了单线安全输入装置的SWS+输出端子的使能条件的示例性逻辑图。 [0014]图8是可以用来确认在通信主装置的SWS+输入端子上接收限定的脉冲信号的示例 性广义电子示意图。
[0015] 图9是示出关于单线安全架构的操作顺序的状态图。
[0016] 图10A至图10E是示出示例性单线安全系统的上电、自动检测和子链路阶段的框 图。
[0017] 图11A至图11F是示出示例性单线安全系统的枚举阶段的框图。
[0018] 图12A至图12B是示出示例性单线安全系统的装置故障的诊断的框图。
[0019] 图13A至图13G是示出示例性单线安全系统的链路识别阶段的框图。
[0020] 图14A至图14C是示出其中在先前建立的单线安全链路上的安全装置已经重启并 且清除其地址的场景的框图。
[0021] 图15A至图lf5D是示出示例性单线安全系统的安全模式和诊断模式的框图。
[0022] 图16A至图16F是示出在其中多个安全装置切换进入其安全状态的场景中如何执 行发送消息的框图。
[0023] 图17是用于控制安全继电器的安全继电器输出的示例性方法的流程图。
[0024] 图18是用于响应于所检测的安全信号的丢失而从在单线安全回路上的一个或多 个安全输入装置获得诊断信息的示例性方法的流程图。
[0025] 图19是用于响应于所检测的安全信号的丢失而从在单线安全回路上的一个或多 个安全输入装置获得诊断信息的示例性方法的流程图。
[0026]图20是用于通过安全继电器枚举在单线安全回路上的安全输入装置的示例性方 法的流程图。
[0027] 图21是用于在单线安全回路上建立通信主站的示例性方法的流程图。
[0028] 图22是用于在单线安全回路上建立通信主站的示例性方法的流程图。
[0029]图23是用于通过充当通信主站的安全继电器来检测和记录在单线安全回路上的 替换安全输入装置的示例性方法的流程图。
[0030] 图24是用于配置在单线安全回路上的安全输入装置的作用的示例性方法的流程 图。
[0031] 图25是用于在单线安全回路上的安全输入装置之间建立子链路的示例性方法的 流程图。
[0032] 图26是用于枚举在单线输入电路上的安全输入装置的示例性方法的流程图。
[0033]图27是用于通过安全装置来处理来自通信主站的装置信息的请求的示例性方法 的流程图。
[0034]图28是用于处理经由单线安全通道在安全输入装置处接收的脉冲安全信号的示 例性方法的流程图。
[0035]图29是示例性计算环境。
[0036] 图30是示例性网络环境。
【具体实施方式】
[0037] 现在，参照附图描述本主题公开内容，其中，贯穿全文，相同的附图标记用于指代 相同的元件。在以下描述中，为便于说明起见，阐述多个具体细节以提供对以下描述的透彻 理解。然而，可以明显的是，在没有这些具体细节的情况下也可以对主题公开内容进行实 践。在其他示例中，以框图的形式示出公知的结构和装置，以便有助于对主题公开内容的描 述。
[0038] 如在本申请中所使用的，术语"组件"、"系统"、"平台"、"层"、"控制器"、"终端"、 "站"、"节点"、"接口"意在指代计算机相关实体或者与具有一个或多个具体功能的操作装 置有关或作为具有一个或多个具体功能的操作装置的一部分的实体，其中，这样的实体可 以为硬件、硬件和软件的组合、软件或者执行中的软件。例如，组件可以为但不限于处理器 上运行的处理、处理器、硬盘驱动器、包括附加固态存储驱动器(螺丝拧紧或螺栓固定的）或 者可移除的附加固态存储驱动器(光存储介质或磁存储介质的）的多个存储驱动器、对象、 可执行软件、执行的线程、计算机可执行程序和/或计算机。通过例示，服务器上运行的应用 和服务器二者均可以为组件。一个或多个组件可以存在于处理和/或执行的线程内，并且部 件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。另外，本文中所描述的组 件可以从存储有各种数据结构的各种计算机可读存储介质来执行。组件可以例如根据具有 一个或多个数据包(例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一组件交互的一个组件的数 据和/或来自经由信号跨网络例如因特网与其他系统交互的组件的数据）的信号经由本地 处理和/或远程处理进行通信。作为另一示例，部件可以为具有由电路或电子电路操作的机 械部件提供的特定功能的装置，电路或电子电路由处理器执行的软件应用或固件应用来操 作，其中，处理器可以位于装置内部或装置外部并且执行软件应用或固件应用的至少一部 分。作为又另一示例，部件可以为通过没有机械部分的电子组件提供特定功能的装置，电子 组件可以包括其中的处理器以执行提供电子部件的至少一部分功能的软件或固件。作为再 又另一示例，一个或多个接口可以包括输入/输出（I/O)组件以及相关联的处理器、应用或 者应用程序接口（API)组件。虽然上述示例涉及组件的各个方面，所例示的方面或特征还应 用于系统、平台、接口、层、控制器、端子等。
[0039]如本文中所使用的，术语"进行推断"和"推断"大体是指根据如经由事件和/或数 据捕获的观察的集合推理或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。推断可以用于识别具 体内容或动作，或者可以生成例如针对状态的可能性分布。推断可以为或然性的--即，基 于数据和事件的考虑对所关注的状态的可能性分布的计算。推断也可以指从事件和/或数 据的集合组成较高水平的事件所采用的技术。这样的推断导致从所观察的事件和/或存储 的事件数据的集合构建新的事件或动作，无论事件在时间上是否密切相关、事件和数据是 否来自一个或若干个事件和数据源。
[0040]此外，术语"或者"意在指包括"或者"而非排除"或者"。也就是说，除非特别指出， 或者文本中明确说明，短语"X采用A或者B"意在指自然包括排列中的任何一个。也就是说， 下述示例中任何示例均满足短语"X采用A或者B"：X采用A;X采用B;或者X采用A和B二者。此 外，除非特别指出或者文本中明确说明是指单数形式，否则本申请及所附权利要求中所使 用的词语"一个(a)"和"一个(an)"通常应当理解为意指"一个或多个"。
[0041]此外，本文中所使用的术语"集合"不包括空集，例如其中没有元素的集合。因此， 主题公开内容中的"集合"包括一个或多个元素或实体。作为例示，控制器的集合包括一个 或多个控制器;数据源的集合包括一个或多个数据源等。类似地，本文中所使用的术语"组" 是指一个或多个实体的聚集，例如，一组节点是指一个或多个节点 [0042]将根据可以包括许多装置、部件、模块等的系统来给出各个方面或特征。应当理解 和明白的是，所述各种系统可以包括附加的装置、部件、模块等，和/或可以不包括结合附图 讨论的所有装置、部件、模块等，还可以使用这些方法的组合。
[0043] 现代工业自动系统通常包括多个有害的机器接入点，如果这些接入点被不恰当地 破坏则可能造成操作者损伤。这些接入点可以使操作者暴露于与危险的机器部件相关的风 险之下，这些风险包括但不限于通过移动部件造成的挤压、通过与露出的高压线或部件接 触造成触电、化学烧伤、被移动的叶片割伤或肢解、辐射暴露或其他这样的害处。
[0044] 为了减轻与这些接入点相关的风险，工厂工程师通常实施被设计成保护与接入点 互动的操作者的安全系统。这些安全系统通常包括安全继电器或控制器，安全继电器或控 制器监视各个安全输入装置的状态，并且如果安全输入装置中的任何一个指示潜在的不安 全情况则对有害的机器部件断电。示例性安全输入装置可以包括安装在安全门上的提供访 问有害的机器的接近开关。接近开关的输出可以被提供作为安全继电器的输入，当接近开 关指示安全门是打开的时，安全继电器操作接触器使电源与机器隔离。在另一示例中，使操 作者能够在冲压区域中载入部件的接入点可以由检测身体(例如，操作者的手臂）已穿过接 入点的光幕保护。如同上述示例性接近开关，光幕的输出可以被联系于安全继电器作为输 入，使得安全继电器在光幕被所检测的身体断开的同时使电源与冲压机隔离。其他示例性 安全输入装置可以包括但不限于紧急停止按钮、基于重量检测来检测存在于特定区域处的 人员的工业安全垫、紧急拉线装置、基于光电或激光的传感器、或者其他这样的安全检测装 置。
[0045]针对有害的接入点所实施的功能性安全解决方案必须与现有的行业细分的功能 性安全标准(例如由国际标准化组织（ISO)或国际电工委员会(IEC)定义的标准)相符合。这 样的标准可以定义用于确定与机器相关的风险水平的正式方法，以及提供用于设计安全系 统以减轻风险的法定准则。这些安全标准规定了必须被实施以对有害物的具体类型进行计 数的安全系统类型和配置。
[0046] 为了确保即使在一个或多个安全输入装置失效的情况下仍然高度可靠的安全响 应，安全系统通常被设计成具有用于传送安全信号的双冗余通道。图1示出了利用冗余信号 路径来提高安全可靠性的示例性安全回路。在该示例中，安全装置102被串联连接至安全继 电器104。安全装置102包括基于其相应的接入点来验证安全继电器是否应进入安全状态的 装置，这些装置包括但不限于确定安全门处于闭合位置中的接近开关、紧急停止按钮、安全 垫、光幕等。安全装置102中的每一个装配有双冗余接触器112a和112b，112a和112b被设计 成在装置处于安全状态时闭合，以使得相应的24VDC信号110能够通过。
[0047] 安全继电器104包括至少一个控制机器电源108与至少一个机器、电动机或工业装 置的连接的可重置接触器114。如果检测到两个24VDC信号，则安全继电器104将仅允许接触 器114重置，以指示所有的安全装置102已经证实了它们的安全功能。如果安全装置102中的 任何一个切换至安全状态(例如，光幕破坏，紧急停止按钮被按下，安全门打开等），则至安 全继电器104的电路被破坏，并且安全继电器104使电源与机器隔离，以通过防止有害的运 动使工业系统处于安全状态。
[0048]即使在安全装置的内部接触器之一已经失效的情况下，在安全装置切换至安全状 态时，通过确保安全继电器104断开机器电源，使用通过安全装置的两个不同的路径提高了 安全可靠性。也就是说，即使安全装置内的两个接触器之一熔断闭合，第二接触器将仍然响 应于对安全状态的检测而接通，以确保安全继电器104将看到24VDC的丢失并且将电源与机 器断开。虽然提供了程度增强的安全可靠性，但是实施双冗余信号路径消耗了额外的端子 空间，并且使接线要求相对于单线解决方案加倍。此外，两个不同的通道的存在引入了在两 条线之间可能的横断层，这可能妨碍安全继电器检测到安全回路中的开路。
[0049] 为了解决这些和其他问题，本公开内容的一个或多个实施方式提供了单线安全系 统架构，该单线安全系统架构提供可靠的安全装置监视而不需要双冗余信号通道。图2示出 了根据一个或多个实施方式的示例性单线安全系统架构202。安全系统架构202包括用作通 信主站208(本文中被称为〃通信主站〃）的安全继电器和与安全继电器串联连接的三个安全 装置204(虽然在不脱离本公开内容的范围的情况下可以向安全回路添加任何数量的安全 装置）。安全装置被配置成用于符合单线安全通信协议，在本文中将对此进行更详细地描 述。在通信链中距通信主站208最远的安全装置2041用作安全主站。用作安全主站的安全装 置生成限定的脉冲串206,脉冲串206穿过链中的每个安全装置至通信主站208(安全继电 器），只要限定的脉冲串206被识别，通信主站208就保持为操作模式。安全主站2041与通信 主站208之间的总路径包括由电路上的相邻安全装置之间的多个子链路214构成的单线安 全加（SWS+)链路212。在安全装置204之一识别到其安全功能的丢失（例如，安全门打开，紧 急停止按钮按下等)并且进入安全状态时，该装置停止使脉冲串206通过至下游装置，以防 止信号到达通信主站208。当检测到脉冲串信号的丢失时，通信主站208使电源与工业系统 部件(例如，机器、工业装置、电动机等)隔离。
[0050] 在一些实施方式中，为了在不使用双冗余信号通道的情况下确保高度的安全可靠 性，电路上的每个安全装置被配置成进行对脉冲信号的双通道评估。此外，生成脉冲串206 的安全主装置2041可以被配置成监视输出信号的双通道反馈，使得可以检测到信号与 24VDC、0VDC或与其他时钟信号的短路。
[0051] 该架构在单线安全通道上实施双定向通信协议，以使得链中的装置能够经由在其 上发送脉冲信号的同一通道共享信息，这些信息包括但不限于状态数据、地址信息、存在指 示等。单线协议使得安全装置能够在通道上交换请求和响应消息210,同时利用脉冲串206 的传输协调这些消息的发送和接收。
[0052]图3是可以通过安全主装置生成的示例性脉冲信号302的时序图。图3中示出的脉 冲模式不意图进行限制，而是应理解为在不脱离本公开内容的一个或多个实施方式的范围 的情况下可以实施任何脉冲模式。在该示例中，脉冲信号302具有总共4ms的周期，包括lms 的接通信号、〇.7ms的断开信号、0.5ms的接通信号、以及1.8ms的断开信号。符合单线协议的 安全装置和通信主站可以被配置成识别和生成该脉冲模式。通信主站可以被配置成当该脉 冲模式是从最接近安全回路上的通信主站的安全装置接收到的时使安全继电器能够输出。
[0053]图4是根据本公开内容的一个或多个实施方式的示例性通信主站装置的框图。本 公开内容中说明的系统、装置或处理器的各个方面可以构成在机器内实施(例如，在与一个 或多个机器相关联的一个或多个计算机可读介质（或媒介）中实施）的机器可执行部件。当 通过一个或多个机器(例如，计算机、计算装置、自动装置、虚拟机等)执行时，这样的部件可 以使一个或多个机器执行所描述的操作。
[0054] 通信主站装置402可以包括脉冲验证部件404、继电器控制部件406、装置枚举部件 408、装置登记部件410、装置诊断部件412、单线通信部件414、消息处理部件416、一个或多 个处理器418、以及存储器420。在各个实施方式中，脉冲验证部件404、继电器控制部件406、 装置枚举部件408、装置登记部件410、装置诊断部件412、单线通信部件414、消息处理部件 416、一个或多个处理器418、以及存储器420中的一个或多个可以彼此电耦接和/或通信耦 接，以执行通信主站装置402的功能中的一个或多个。在一些实施方式中，部件404、406、 408、410、41